JP2000279439A - Laser operation system - Google Patents

Laser operation system

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JP2000279439A
JP2000279439A JP11092220A JP9222099A JP2000279439A JP 2000279439 A JP2000279439 A JP 2000279439A JP 11092220 A JP11092220 A JP 11092220A JP 9222099 A JP9222099 A JP 9222099A JP 2000279439 A JP2000279439 A JP 2000279439A
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laser irradiation
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正典 天野
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Nidek Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly position a laser irradiation and to track the movement of a patient by means of a simple configuration by providing a moving means for moving the position of a restriction member in a laser irradiation optical system and driving and controlling the moving means based on the detection result of a position detecting means by which the position of the patient is detected. SOLUTION: In the case of a cornea operation, the refraction force of the eye of the patient or an operation condition or the like is inputted by a computer 9, excision data of the cornea operation is calculated by the computer 9 and it is outputted to a control part. When a preparation is completed, the alignment of the patient eye is executed, an image signal from a CCD camera 24 is inputted to an image processing part 51 when an eyeball position is detected and a slit image projected on the cornea is detected. When the lesion position is moved in this case, aperture 13 is moved in an optical axis direction in accordance with the change, the projection image of the aperture 13 by a projection lens 16 is moved and also the diameter of the aperture 13 is changed, so that the change in projecting scale factor is corrected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、治療用レーザ光を
患部に照射して治療を行うレーザ手術装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser surgical apparatus for performing treatment by irradiating a treatment laser beam to an affected part.

【0002】[0002]

【従来技術】治療用レーザ光を患部に照射して治療を行
うレーザ手術装置としては、例えば、眼科分野において
エキシマレーザ光を使用した角膜手術装置が知られてい
る。この装置は、エキシマレーザ光を角膜表面に照射し
て、角膜表層の病辺部を切除したり、角膜表面を切除し
て角膜曲率を変化させることにより屈折異常を矯正した
りするものである。
2. Description of the Related Art As a laser operation apparatus for irradiating an affected part with a treatment laser beam for treatment, for example, a corneal operation apparatus using excimer laser light is known in the field of ophthalmology. This device irradiates the corneal surface with excimer laser light to cut off the diseased side of the corneal surface layer, or corrects the refractive error by cutting off the corneal surface and changing the corneal curvature.

【0003】この種の装置においては、治療用レーザ光
を患者眼の所期する位置に照射するように、患者眼に固
視標を固視させて固定するが、全く動かないようにする
ことは難しい。そこで、手術中に患者眼が動いた場合で
も、その動きに追尾してレーザ照射光学系を自動的に移
動し、常に所期する位置にレーザ照射が行われるようし
た装置が、例えば、特開平9−149914号公報等で
提案されている。
In this type of apparatus, a fixation target is fixed on a patient's eye so as to irradiate a therapeutic laser beam to an intended position of the patient's eye, but is not moved at all. Is difficult. Therefore, even if the patient's eye moves during the operation, the laser irradiation optical system is automatically moved following the movement, and the laser irradiation is always performed at the intended position. It is proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-149914.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ものは観察光学系及びレーザ照射光学系を含むアーム部
分全体を移動する構成であり、アーム部分は重量がある
ために素早い駆動が行い難い。このため迅速な位置合わ
せや、患者眼の微妙な動きに対しての追従性の点で劣る
という欠点があった。
However, the above-described apparatus is configured to move the entire arm portion including the observation optical system and the laser irradiation optical system, and it is difficult to perform quick driving because the arm portion is heavy. For this reason, there has been a defect that quick alignment and poor followability with respect to a delicate movement of the patient's eye are inferior.

【0005】本発明は、上記従来装置の欠点に鑑み、レ
ーザ照射光学系を大掛かりに移動することなく、簡単な
構成によりレーザ照射の位置合わせ、患部の移動に対す
る追尾を迅速に行うことができる眼科手術装置を提供す
ることを技術課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned drawbacks of the conventional apparatus, the present invention provides an ophthalmological apparatus capable of quickly aligning laser irradiation and tracking movement of an affected part with a simple configuration without moving the laser irradiation optical system in a large scale. It is an object of the present invention to provide a surgical apparatus.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.

【0007】(1) 治療用レーザ光を患部に照射する
ためのレーザ照射光学系を備えるレーザ手術装置におい
て、治療用レーザ光を照射する患部の位置を検出する位
置検出手段と、前記レーザ照射光学系内に配置され患部
に対するレーザ光の照射領域を制限する開口径可変の制
限部材と、前記レーザ照射光学系内における前記制限部
材の位置を移動する移動手段と、前記位置検出手段の検
出結果に基づいて前記移動手段を駆動制御する制御手段
と、を備えることを特徴とする。
(1) In a laser operation apparatus having a laser irradiation optical system for irradiating a treatment laser beam to an affected part, position detecting means for detecting a position of the affected part to be irradiated with the treatment laser light, and the laser irradiation optics. A limiting member having a variable aperture diameter that limits an irradiation area of a laser beam with respect to an affected part, which is disposed in a system, a moving unit that moves a position of the limiting member in the laser irradiation optical system, and a detection result of the position detecting unit. And control means for controlling the driving of the moving means based on the control means.

【0008】(2) (1)のレーザ手術装置におい
て、前記移動手段は前記制限部材をレーザ照射光軸に直
交する平面方向で2次元的に移動する平面方向移動手段
を備えることを特徴とする。
(2) In the laser operation apparatus of (1), the moving means includes a plane direction moving means for moving the limiting member two-dimensionally in a plane direction orthogonal to the laser irradiation optical axis. .

【0009】(3) (1)のレーザ手術装置におい
て、前記移動手段は前記制限部材をレーザ照射光軸に直
交する平面方向で2次元的に移動する平面方向移動手段
と、前記制限部材をレーザ照射光軸の軸方向に移動する
軸方向移動手段を備え、前記位置検出手段は患部の3次
元位置を検出する検出手段であり、前記制御手段は前記
位置検出手段による3次元位置の検出結果に基づいて前
記平面方向移動手段及び軸方向移動手段を駆動制御する
とともに、前記制限部材を軸方向へ移動するときにはそ
の開口径を可変制御することを特徴とする。
(3) In the laser operation apparatus according to (1), the moving means moves the restricting member two-dimensionally in a plane direction orthogonal to the laser irradiation optical axis, and moves the restricting member with a laser. An axial moving unit that moves in the axial direction of the irradiation optical axis; the position detecting unit is a detecting unit that detects a three-dimensional position of the affected part; and the control unit is configured to detect a three-dimensional position detected by the position detecting unit. The control unit controls the driving of the plane-direction moving unit and the axial-direction moving unit on the basis of the control unit, and variably controls the diameter of the opening when the restricting member is moved in the axial direction.

【0010】(4) (1)〜(3)の何れかのレーザ
手術装置は、紫外域のレーザ光を患者眼角膜に照射して
角膜を切除する角膜手術装置であることを特徴とする。
(4) The laser surgery apparatus according to any one of (1) to (3) is characterized in that it is a corneal surgery apparatus which irradiates a cornea of a patient's eye with a laser beam in an ultraviolet region to ablate the cornea.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の形態を図面に基づいて説
明する。図1はエキシマレーザにより角膜手術を行う装
置の外観図である。1手術装置本体であり、エキシマレ
ーザ光源等が内蔵されている。エキシマレーザ光源から
のレーザ光は本体1内のミラーに反射されアーム部2に
導かれる。アーム部2の端部には観察光学部5が設けら
れており、観察光学部5は、患者眼を観察するための双
眼の顕微鏡部3、照明部4、図示なきレーザ照射口、眼
球位置検出光学系等が設けられている。照明部4には術
者が患者眼Eを観察するための可視光を出射する可視光
照明光源及び、赤外光照明光源が備えられている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view of an apparatus for performing corneal surgery using an excimer laser. 1 A surgical apparatus main body, in which an excimer laser light source and the like are built. Laser light from the excimer laser light source is reflected by a mirror in the main body 1 and guided to the arm 2. An observation optical unit 5 is provided at an end of the arm unit 2. The observation optical unit 5 includes a binocular microscope unit 3 for observing a patient's eye, an illumination unit 4, a laser irradiation port (not shown), and eyeball position detection. An optical system and the like are provided. The illumination unit 4 includes a visible light illumination light source that emits visible light for an operator to observe the patient's eye E, and an infrared light illumination light source.

【0012】アーム部2は、図2に示す如く、X駆動部
41によりX方向に(術者に対して左右方向に)、Y駆
動部42によりY方向に(術者に対して前後方向に)移
動する。また、観察光学部5はZ駆動部43によりZ方
向(上下方向:患者眼に照射されるレーザ照射の軸方
向)に移動する。各駆動部41,42,43はモータと
スライド機構等から構成される。
As shown in FIG. 2, the arm 2 is moved in the X direction (in the left-right direction with respect to the operator) by the X drive 41, and in the Y direction (in the front-rear direction with respect to the operator) by the Y drive 42. )Moving. The observation optical unit 5 is moved in the Z direction (vertical direction: the axial direction of laser irradiation applied to the patient's eye) by the Z driving unit 43. Each of the driving units 41, 42, and 43 includes a motor, a slide mechanism, and the like.

【0013】6はコントローラであり、アーム部2を
X,Y方向に駆動するための信号を与えるジョイスティ
ック7や、観察光学部5をZ方向に移動指示するための
スイッチ60、等が配置されている。8はレーザ出射の
トリガ信号を送るフットスイッチ、9は手術条件の各種
データを入力して切除データを算出するコンピュータで
ある。10は患者用のベットである。
Reference numeral 6 denotes a controller, which includes a joystick 7 for giving a signal for driving the arm 2 in the X and Y directions, a switch 60 for instructing the observation optical unit 5 to move in the Z direction, and the like. I have. Reference numeral 8 denotes a foot switch that sends a trigger signal for laser emission, and 9 denotes a computer that inputs various data of surgical conditions and calculates resection data. Reference numeral 10 denotes a patient bed.

【0014】図3は装置の光学系と制御系の概要を示す
図である。11は波長193nmのエキシマレーザ光を
出射するレーザ光源である。レーザ光源11から出射さ
れたレーザ光は本体内部の光学系を介してアーム部2が
持つミラー12に導かれる。13は角膜上のレーザ照射
領域を制限する開口径可変のアパーチャである。このア
パーチャ13はアパーチャ移動装置45により、レーザ
照射光軸の中心光軸Lに直交する平面方向で2次元に移
動されると共に、光軸Lの軸方向にも移動される。図4
はこの移動装置45の移動機構の例を示す図であり、ア
パーチャ13はモータ46によりx方向に移動され、モ
ータ47によりy方向に移動され、モータ48によりz
方向に移動される。また、アパーチャ13の開口径はモ
ータ49の回転により変えられる。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of an optical system and a control system of the apparatus. Reference numeral 11 denotes a laser light source that emits excimer laser light having a wavelength of 193 nm. The laser light emitted from the laser light source 11 is guided to the mirror 12 of the arm 2 via an optical system inside the main body. Reference numeral 13 denotes an aperture having a variable aperture diameter for limiting a laser irradiation area on the cornea. The aperture 13 is two-dimensionally moved by the aperture moving device 45 in a plane direction orthogonal to the center optical axis L of the laser irradiation optical axis, and is also moved in the axial direction of the optical axis L. FIG.
Is a view showing an example of a moving mechanism of the moving device 45. The aperture 13 is moved in the x direction by the motor 46, moved in the y direction by the motor 47, and moved in the z direction by the motor 48.
Moved in the direction. The opening diameter of the aperture 13 can be changed by the rotation of the motor 49.

【0015】アパーチャ13を通過したレーザ光はアー
ム部2内に配置されたミラー14、観察光学部5の筐体
に配置されたミラー15で反射される。16はアパーチ
ャ13で制限されるレーザ光を患者眼の角膜上に投影す
る投影レンズである。17はエキシマレーザ光を反射
し、可視光及び赤外光を透過する特性を持つダイクロイ
ックミラーであり、投影レンズ16を経たレーザ光はダ
イクロイックミラー17で反射されて患者眼の角膜へ照
射される。
The laser light passing through the aperture 13 is reflected by a mirror 14 arranged in the arm 2 and a mirror 15 arranged in the housing of the observation optical unit 5. Reference numeral 16 denotes a projection lens that projects the laser beam limited by the aperture 13 onto the cornea of the patient's eye. Reference numeral 17 denotes a dichroic mirror having a characteristic of reflecting excimer laser light and transmitting visible light and infrared light. The laser light having passed through the projection lens 16 is reflected by the dichroic mirror 17 and applied to the cornea of the patient's eye.

【0016】ダイクロイックミラー17の上方には顕微
鏡部3、眼球位置検出光学系が配置される。20は対物
レンズ、21は可視光を通過し、赤外光を反射する特性
を持つダイクロイックミラーであり、ダイクロイックミ
ラー21を通過する患者眼の前眼部像は双眼の顕微鏡部
3で観察できる。また、ダイクロイックミラー21の反
射側にはミラー22、赤外透過フィルター23、CCD
カメラ24が配置され、CCDカメラ24の撮像面は対
物レンズ20に関して患者眼の瞳孔付近と略共役に配置
されている。なお、25は対物レンズ20の光軸上に置
かれた固視灯である。
Above the dichroic mirror 17, the microscope section 3 and an eyeball position detecting optical system are arranged. Reference numeral 20 denotes an objective lens, and reference numeral 21 denotes a dichroic mirror having a characteristic of transmitting visible light and reflecting infrared light. An anterior eye image of a patient's eye passing through the dichroic mirror 21 can be observed by the binocular microscope unit 3. On the reflection side of the dichroic mirror 21, a mirror 22, an infrared transmission filter 23, a CCD
The camera 24 is arranged, and the imaging surface of the CCD camera 24 is arranged substantially conjugate with the vicinity of the pupil of the patient's eye with respect to the objective lens 20. Reference numeral 25 denotes a fixation lamp placed on the optical axis of the objective lens 20.

【0017】ダイクロイックミラー17の下方には対物
レンズ20の光軸を挟んで左右対称に、照明部4内のア
ライメント用のスリット投影光学系30a,30bが配
置されている。各スリット投影光学系30a,30bは
ランプ31a,31b、コンデンサレンズ32a,32
b、十字スリット33a,33b、スリットを患者眼角
膜上へ投影する投影レンズ34a,34bから構成され
る。十字スリット33a,33bは投影レンズ34a,
34bに対して角膜と共役な位置関係にあり、左右の十
字スリット33a,33bの像は顕微鏡部3及び対物レ
ンズ20の光軸上のピント位置に常に結像するようにな
っている。また、35a,35bは眼球位置検出用の赤
外光源である。
Slit projection optical systems 30a and 30b for alignment in the illumination unit 4 are arranged below the dichroic mirror 17 symmetrically with respect to the optical axis of the objective lens 20. Each slit projection optical system 30a, 30b includes lamps 31a, 31b, condenser lenses 32a, 32
b, cross-shaped slits 33a and 33b, and projection lenses 34a and 34b for projecting the slits onto the cornea of the patient's eye. The cross slits 33a, 33b are provided with projection lenses 34a,
It has a positional relationship conjugate with the cornea with respect to 34b, and the images of the left and right cross slits 33a and 33b are always formed at the focus positions on the optical axes of the microscope unit 3 and the objective lens 20. Reference numerals 35a and 35b denote infrared light sources for detecting an eyeball position.

【0018】50は各部を制御する制御部であり、コン
トローラ6からの指示信号の入力によりX駆動部41,
Y駆動部42,Z駆動部43を駆動してアーム部2を移
動する。また、CCDカメラ24からの画像信号は画像
処理部51に入力され、この画像信号から眼球位置が検
出されて、制御部50はアパーチャ移動装置45を駆動
制御する。
Reference numeral 50 denotes a control unit for controlling each unit. The X drive unit 41 and the X drive unit 41 receive an instruction signal from the controller 6.
The arm unit 2 is moved by driving the Y drive unit 42 and the Z drive unit 43. Further, an image signal from the CCD camera 24 is input to the image processing unit 51, and an eyeball position is detected from the image signal, and the control unit 50 controls the drive of the aperture moving device 45.

【0019】次に、本形態における眼球位置の検出方法
を説明する。図6はCCDカメラ24で撮像される患者
眼の前眼部像を示す図であり、図7はCCDカメラ24
からの撮像信号から得られる、図6上のA−A´ライン
上の光量分布を示した図である。図のように瞳孔、虹
彩、強膜によって光量が異なるので、この情報から横方
向の瞳孔エッジ座標を検出することができ、さらに瞳孔
エッジ検出からその中央の位置、すなわち横方向の瞳孔
中央の座標を得ることができる。同様に縦方向の瞳孔中
央の座標を得ることができる。なお、横方向及び縦方向
の各検出ラインはCCDカメラ24の撮像素子面の中央
を中心にして複数ラインの光量分布情報を求め、平均化
処理することが好ましい。さらに、瞳孔領域の全体から
その重心位置を求めるようにしても良い。また、特開平
10−192333号公報にあるように、瞳孔領域の光
量レベルと虹彩領域の光量レベルを求め、その両者の間
に閾値レベルを設定して瞳孔中心を求めるようにしても
良い。
Next, a method of detecting the position of the eyeball according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing an anterior segment image of the patient's eye captured by the CCD camera 24, and FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a light amount distribution on an AA ′ line in FIG. 6 obtained from an image pickup signal from FIG. As shown in the figure, the light amount differs depending on the pupil, iris, and sclera, so that the pupil edge coordinates in the horizontal direction can be detected from this information, and the center position of the pupil edge is detected from the pupil edge detection, that is, the coordinates of the center of the pupil in the horizontal direction. Can be obtained. Similarly, the coordinates of the center of the pupil in the vertical direction can be obtained. It is preferable that the horizontal and vertical detection lines obtain light amount distribution information of a plurality of lines centered on the center of the image sensor surface of the CCD camera 24, and average them. Further, the position of the center of gravity may be obtained from the entire pupil region. Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-192333, the light amount level of the pupil region and the light amount level of the iris region may be obtained, and a threshold level may be set between both to obtain the pupil center.

【0020】上記のような構成を持つ装置の動作を説明
する。術者は患者眼の屈折力や手術条件等の各種データ
をコンピュータ9により入力する。角膜手術の切除デー
タはコンピュータ9の本体で算出され、制御部50に入
力される。事前の準備が完了したら、術者は顕微鏡部3
を介してスリット投影光学系30a,30bから投影さ
れる角膜上のスリット像を観察して、患者眼へのアライ
メントを行う。
The operation of the apparatus having the above configuration will be described. The operator inputs various data such as the refractive power of the patient's eye and the operating conditions by using the computer 9. The excision data of the corneal surgery is calculated by the main body of the computer 9 and input to the control unit 50. When the preparations are completed, the surgeon can use the microscope 3
The slit image on the cornea projected from the slit projection optical systems 30a and 30b via the optics is observed, and alignment with the patient's eye is performed.

【0021】スリット像の観察によるアライメントを図
5に基づいて説明する。角膜上には左右のスリット投影
光学系30a,30bにより、それぞれ十字のスリット
像が投影される。角膜頂点との位置関係において、い
ま、その作動距離(顕微鏡部3のピント位置)が合って
いるときは、図5(a)のように観察される。すなわ
ち、観察視野において、前後方向に延びる左からの縦ス
リットライン37aと右からの縦スリットライン37b
は角膜頂点位置で重なる。また、ライン38は横方に延
びる左からの横スリットラインと右からの横スリットラ
インが重なったものである。これに対して、角膜が適正
作動距離より離れているときは、図5(b)のように、
2つの縦スリットライン37a,37bは離れて見え
る。角膜が適正作動距離より近いときは、図5(c)の
ように、2つの縦スリットライン37a,37bが交差
して見える。また、顕微鏡部3による観察視野(観察光
学系の対物レンズ20の光軸)の前後左右方向に角膜頂
点がずれているときは、それぞれ図5の(d)、
(e)、(f)、(g)のように見える。なお、このス
リット像を利用したアライメントについては基本的に特
開平6−47001号のものと同様であるので、詳細は
これを参照されたい。
The alignment by observing the slit image will be described with reference to FIG. Cross slit images are respectively projected onto the cornea by the left and right slit projection optical systems 30a and 30b. When the working distance (the focus position of the microscope unit 3) is in agreement with the positional relationship with the corneal vertex, it is observed as shown in FIG. That is, in the observation visual field, a vertical slit line 37a extending from the left and a vertical slit line 37b extending from the right in the front-rear direction.
Overlap at the apex of the cornea. The line 38 is formed by overlapping a horizontal slit line extending from the left and a horizontal slit line extending from the right. On the other hand, when the cornea is away from the proper working distance, as shown in FIG.
The two vertical slit lines 37a and 37b appear to be separated. When the cornea is closer than the proper working distance, the two vertical slit lines 37a and 37b appear to intersect as shown in FIG. In addition, when the corneal apex is shifted in the front-rear and left-right directions of the observation visual field (the optical axis of the objective lens 20 of the observation optical system) by the microscope unit 3, FIG.
Looks like (e), (f), (g). Note that the alignment using this slit image is basically the same as that of Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-47001, so please refer to this for details.

【0022】術者はこのようなスリット像の観察から、
図5(a)のように観察されるように、ジョイスティッ
ク7の操作によりアーム部2を移動して左右上下方向
(XY方向)を調整すると共に、スイッチ60の操作に
より観察光学部5を上下移動して距離方向を調整する。
なお、レーザ照射に際してのセンタリングは瞳孔中心に
行うのが一般的であるので、XY方向の微調整について
は顕微鏡部3で観察される瞳孔中心と図示なきレチクル
とが所定の関係になるように調整する。
From the observation of the slit image, the surgeon can
As shown in FIG. 5A, the arm 2 is moved by operating the joystick 7 to adjust the horizontal and vertical directions (XY directions), and the observation optical unit 5 is moved up and down by operating the switch 60. To adjust the distance direction.
Since centering during laser irradiation is generally performed at the center of the pupil, fine adjustment in the XY directions is adjusted so that the center of the pupil observed by the microscope unit 3 and a reticle (not shown) have a predetermined relationship. I do.

【0023】アライメントが完了したらコントローラ6
上のREADYスイッチ62を押して、レーザ照射が可能な
状態にする。制御部50はこの信号入力によりCCDカ
メラ24からの出力信号から前述のようにして検出され
る瞳孔中心位置(眼球位置)を基準位置として記憶し、
眼球追尾機構を作動させる。CCDカメラ24からの画
像信号は画像処理部51により処理されて制御部50に
入力され、制御部50は瞳孔中心位置を得る。制御部5
0は基準位置と瞳孔中心位置とを随時比較し、所定の許
容範囲を超えて患者眼が動いたことが検出されると、そ
の比較情報に基づいてアパーチャ移動装置45(モータ
46、47)を駆動制御して、アパーチャ13をレーザ
照射光軸の中心光軸Lに直交する平面方向で2次元に移
動する。これにより、アパーチャ13によって制限され
る患者眼角膜上での照射領域もXYの2次元方向に移動
する。
When the alignment is completed, the controller 6
The upper READY switch 62 is pressed to make the laser irradiation possible. The control unit 50 stores the pupil center position (eyeball position) detected as described above from the output signal from the CCD camera 24 by this signal input as a reference position,
Activate the eye tracking mechanism. The image signal from the CCD camera 24 is processed by the image processing unit 51 and input to the control unit 50, and the control unit 50 obtains the pupil center position. Control unit 5
0 compares the reference position with the pupil center position as needed, and when it is detected that the patient's eye has moved beyond a predetermined allowable range, the aperture moving device 45 (motors 46 and 47) is operated based on the comparison information. By driving control, the aperture 13 is moved two-dimensionally in a plane direction orthogonal to the center optical axis L of the laser irradiation optical axis. Thereby, the irradiation area on the patient's eye cornea limited by the aperture 13 also moves in the two-dimensional XY directions.

【0024】図8(a)、(b)はアパーチャ13の移
動により照射領域が移動する様子を模式的に示した図で
ある。投影レンズ16の光軸(レーザ照射光軸)L1に
直交する方向にアパーチャ13を移動すると、その移動
に伴って投影レンズ16により患部上に投影されるアパ
ーチャ13の照射領域100も移動することが分かる。
FIGS. 8A and 8B are diagrams schematically showing the manner in which the irradiation area moves as the aperture 13 moves. When the aperture 13 is moved in a direction orthogonal to the optical axis (laser irradiation optical axis) L1 of the projection lens 16, the irradiation area 100 of the aperture 13 projected onto the affected area by the projection lens 16 may move with the movement. I understand.

【0025】READYスイッチ62を押した後、術者がフ
ットスイッチ8を踏むと、制御部50はレーザ光源11
を駆動させてエキシマレーザ光を出射させる。エキシマ
レーザ光は前述したレーザ照射光学系に導光されて患者
眼角膜上に照射され、アパーチャ13の開口径で制限さ
れた所期する領域内が設定量だけアブレーションされ
る。このレーザ照射中、眼球位置検出に基づき眼球の動
きに追尾してレーザ照射領域を移動させるが、アパーチ
ャ13の移動のみでレーザ照射領域を移動できるので、
迅速な追尾が可能になり、患者眼の微妙な動きに対して
の追尾も良好に行える。なお、アパーチャ13の移動範
囲を超えて患者眼が動いた場合は、制御部50はレーザ
照射光学系の光路内に図示なき安全シャッタを挿入し、
レーザ照射の遮断を行う。
When the operator steps on the foot switch 8 after pressing the READY switch 62, the controller 50
Is driven to emit excimer laser light. The excimer laser light is guided to the above-mentioned laser irradiation optical system and irradiated on the cornea of the patient's eye, and an intended area limited by the aperture diameter of the aperture 13 is ablated by a set amount. During the laser irradiation, the laser irradiation area is moved by tracking the movement of the eyeball based on the eyeball position detection. However, since the laser irradiation area can be moved only by moving the aperture 13,
Quick tracking is possible, and tracking of subtle movements of the patient's eye can be performed well. When the patient's eye moves beyond the moving range of the aperture 13, the control unit 50 inserts a safety shutter (not shown) into the optical path of the laser irradiation optical system,
Cut off laser irradiation.

【0026】以上の説明におけるアパーチャ13の移動
は、初めのアライメント時から行うようにすれば、アラ
イメントの自動化を図ることもできる。また、この場合
には、アーム部2の移動と組み合わせて行うこともでき
る。すなわち制御部50は、CCDカメラ24による眼
球位置検出の情報に基づいて、大きく移動する必要があ
る大まかなアライメントについてはX駆動部41、Y駆
動部42を駆動してアーム部2を移動し、微細なアライ
メントはアパーチャ13を移動して行う。こうすれば、
精度の良いアライメントを迅速に行うことができるよう
になる。
If the movement of the aperture 13 in the above description is performed from the first alignment, the alignment can be automated. In this case, it can be performed in combination with the movement of the arm 2. That is, the control unit 50 moves the arm unit 2 by driving the X drive unit 41 and the Y drive unit 42 for the rough alignment that needs to be largely moved based on the information of the eyeball position detection by the CCD camera 24, Fine alignment is performed by moving the aperture 13. This way,
Accurate alignment can be quickly performed.

【0027】以上の実施形態においては、Z方向(レー
ザ照射光軸方向)は患者眼の動きが少ないことから追尾
を行っていないが、Z方向への追尾が必要な場合は次の
ようにして対応することができる。
In the above embodiment, tracking is not performed in the Z direction (the direction of the laser irradiation optical axis) because the movement of the patient's eye is small, but when tracking in the Z direction is necessary, the following is performed. Can respond.

【0028】眼球位置の検出については、各スリット投
影光学系30a,30bにより角膜上に投影されるスリ
ット像を利用することができる。すなわち、図9のよう
に観察光学系側の対物レンズ20の背後にはハーフミラ
ー60を配置し、その反射側に赤外光をカットするフィ
ルタ61、CCDカメラ62を配置する。CCDカメラ
62からの画像信号は画像処理部51に入力され、画像
処理部61により角膜上に投影されるスリット像が検出
される。位置検出は図5(a)に示した縦スリットライ
ン37a,37bの関係を基準とし、図5(b),
(c)の縦スリットライン37a,37bの変化量を検
出することにより、距離方向(Z方向)にずれた眼球の
位置が検知できる。また、XY方向についても図5
(d)〜(g)の縦スリットライン37a,37b及び
横スリットライン38の位置関係から検出できる。な
お、Z方向の位置検出のみ上記のスリット像を利用し、
XY方向については先の例と同じように瞳孔位置の検知
情報を使用することができる。
For detecting the position of the eyeball, a slit image projected on the cornea by each of the slit projection optical systems 30a and 30b can be used. That is, as shown in FIG. 9, a half mirror 60 is disposed behind the objective lens 20 on the observation optical system side, and a filter 61 for cutting infrared light and a CCD camera 62 are disposed on the reflection side. The image signal from the CCD camera 62 is input to the image processing unit 51, and the image processing unit 61 detects a slit image projected on the cornea. The position detection is based on the relationship between the vertical slit lines 37a and 37b shown in FIG.
By detecting the change amount of the vertical slit lines 37a and 37b in (c), the position of the eyeball shifted in the distance direction (Z direction) can be detected. FIG. 5 also shows the XY directions.
It can be detected from the positional relationship between the vertical slit lines 37a and 37b and the horizontal slit line 38 in (d) to (g). In addition, only the position detection in the Z direction uses the above slit image,
For the XY directions, the pupil position detection information can be used as in the previous example.

【0029】Z方向(レーザ照射光軸方向)へのレーザ
照射領域の追尾を、図10に基づいて説明する。先に示
した図8(a)のときの患部位置P1が、位置P2に動
いたとする。この変化に合わせてアパーチャ13を光軸
L1方向で移動すれば、投影レンズ16によるアパーチ
ャ13の投影像を移動させることができる。さらに、ア
パーチャ13の開口径を変化させれば、投影レンズ16
に対してアパーチャ13の距離を変化させたことによる
投影倍率の変化を補正することができる。すなわち、図
10の例では患部位置が当初の位置P1から遠ざかった
量に応じてアパーチャ13を投影レンズ16側に移動す
ると共に、その量に応じてアパーチャ13の開口径を小
さくすることにより、照射領域100を同じ大きさで軸
方向に移動することができる。アパーチャ13の軸方向
への移動は制御部50により制御されるモータ48によ
って行われ、アパーチャ13の開口径はモータ49によ
って行われる。Z方向の照射領域の移動もアパーチャ1
3の移動(及びその開口径の変化)で対応することがで
きるので、迅速に追尾を行うことができる。
Tracking of the laser irradiation area in the Z direction (the laser irradiation optical axis direction) will be described with reference to FIG. It is assumed that the affected part position P1 shown in FIG. 8A has moved to the position P2. If the aperture 13 is moved in the direction of the optical axis L1 in accordance with this change, the projection image of the aperture 13 by the projection lens 16 can be moved. Furthermore, if the aperture diameter of the aperture 13 is changed, the projection lens 16
, The change in the projection magnification caused by changing the distance of the aperture 13 can be corrected. That is, in the example of FIG. 10, the irradiation is performed by moving the aperture 13 toward the projection lens 16 according to the amount by which the affected part position has moved away from the initial position P1 and reducing the aperture diameter of the aperture 13 according to the amount. The area 100 can be moved in the axial direction by the same size. The movement of the aperture 13 in the axial direction is performed by a motor 48 controlled by the control unit 50, and the opening diameter of the aperture 13 is performed by a motor 49. Aperture 1 also moves the irradiation area in the Z direction
3 (and a change in the diameter of the opening), the tracking can be performed quickly.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ照射光学系を大掛かりに移動することなく、レー
ザ照射領域を制限する制限部材(アパーチャ)を移動す
ることによりレーザ照射領域を偏位させることができる
ので、レーザ照射の位置合わせや患部の移動に対する追
尾を迅速に行うことができる。
As described above, according to the present invention,
The laser irradiation area can be deviated by moving the restricting member (aperture) for restricting the laser irradiation area without moving the laser irradiation optical system in a large scale. Tracking can be performed quickly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態の角膜手術装置の外観図である。FIG. 1 is an external view of a corneal surgery apparatus according to an embodiment.

【図2】アーム部の移動機構を示す図である。FIG. 2 is a view showing a moving mechanism of an arm unit.

【図3】装置の光学系と制御系の概要を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of an optical system and a control system of the apparatus.

【図4】アパーチャの移動装置を示す図である。FIG. 4 is a view showing an aperture moving device.

【図5】スリット像の観察によるアライメントを説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating alignment by observing a slit image.

【図6】眼球位置検出を説明するための、CCDカメラ
で撮像される患者眼の前眼部像を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an anterior segment image of a patient's eye captured by a CCD camera, for explaining eyeball position detection.

【図7】図6上のA−A´ライン上の光量分布を示した
図である。
7 is a diagram showing a light amount distribution on an AA 'line in FIG. 6;

【図8】アパーチャの移動により照射領域が移動する様
子を模式的に示した図である。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a state in which an irradiation area moves by movement of an aperture.

【図9】角膜上に投影されるスリット像を利用する際
の、位置検出の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of position detection when a slit image projected on the cornea is used.

【図10】Z方向(レーザ照射光軸方向)へのレーザ照
射領域の追尾を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating tracking of a laser irradiation area in a Z direction (a laser irradiation optical axis direction).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 手術装置本体 2 アーム部 3 顕微鏡部 4 照明部4 11 レーザ光源 13 アパーチャ 24 CCDカメラ 30a,30b スリット投影光学系 45 アパーチャ移動装置 50 制御部 51 画像処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surgery apparatus main body 2 Arm part 3 Microscope part 4 Illumination part 4 11 Laser light source 13 Aperture 24 CCD camera 30a, 30b Slit projection optical system 45 Aperture moving device 50 Control part 51 Image processing part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 治療用レーザ光を患部に照射するための
レーザ照射光学系を備えるレーザ手術装置において、治
療用レーザ光を照射する患部の位置を検出する位置検出
手段と、前記レーザ照射光学系内に配置され患部に対す
るレーザ光の照射領域を制限する開口径可変の制限部材
と、前記レーザ照射光学系内における前記制限部材の位
置を移動する移動手段と、前記位置検出手段の検出結果
に基づいて前記移動手段を駆動制御する制御手段と、を
備えることを特徴とするレーザ手術装置。
1. A laser operation apparatus including a laser irradiation optical system for irradiating a treatment laser beam to an affected part, a position detecting means for detecting a position of the affected part to be irradiated with the treatment laser light, and the laser irradiation optical system. A limiting member having a variable aperture diameter that limits an irradiation area of the laser beam to the affected part, and a moving unit that moves a position of the limiting member in the laser irradiation optical system, based on a detection result of the position detecting unit. And a control means for drivingly controlling the moving means.
【請求項2】 請求項1のレーザ手術装置において、前
記移動手段は前記制限部材をレーザ照射光軸に直交する
平面方向で2次元的に移動する平面方向移動手段を備え
ることを特徴とするレーザ手術装置。
2. A laser operating apparatus according to claim 1, wherein said moving means includes a plane direction moving means for moving said limiting member two-dimensionally in a plane direction orthogonal to a laser irradiation optical axis. Surgical equipment.
【請求項3】 請求項1のレーザ手術装置において、前
記移動手段は前記制限部材をレーザ照射光軸に直交する
平面方向で2次元的に移動する平面方向移動手段と、前
記制限部材をレーザ照射光軸の軸方向に移動する軸方向
移動手段を備え、前記位置検出手段は患部の3次元位置
を検出する検出手段であり、前記制御手段は前記位置検
出手段による3次元位置の検出結果に基づいて前記平面
方向移動手段及び軸方向移動手段を駆動制御するととも
に、前記制限部材を軸方向へ移動するときにはその開口
径を可変制御することを特徴とするレーザ手術装置。
3. The laser surgical apparatus according to claim 1, wherein said moving means moves the limiting member two-dimensionally in a plane direction orthogonal to a laser irradiation optical axis, and irradiates the limiting member with laser. An axial moving means for moving in the axial direction of the optical axis, wherein the position detecting means is a detecting means for detecting a three-dimensional position of the affected part, and the control means is based on a detection result of the three-dimensional position by the position detecting means. A laser operating apparatus for controlling the driving of the planar moving means and the axial moving means, and variably controlling the opening diameter of the restricting member when moving the restricting member in the axial direction.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかのレーザ手術装置
は、紫外域のレーザ光を患者眼角膜に照射して角膜を切
除する角膜手術装置であることを特徴とするレーザ手術
装置。
4. The laser surgery apparatus according to claim 1, wherein the laser surgery apparatus is a corneal surgery apparatus that irradiates a cornea of a patient's eye with a laser beam in an ultraviolet region to ablate the cornea.
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